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Performance of a solar battery using quasi-cylindrical array of plane mirrors as a concentrator

1975; Elsevier BV; Volume: 17; Issue: 1 Linguagem: Francês

10.1016/0038-092x(75)90018-3

1471-1257

Sanjoy Deb, H. Saha,

Advanced Battery Technologies Research

The paper seeks to extend the results reported by the authors at the Paris Conference of the ISES, 1973 and the Hamburg Conference, September 1974. Starting with the deduction that matching with the external load ensures operation at the maximum power point of the I–V characteristics of a solar cell and that the internal resistance and efficiency of a cell are dependent on intensity of the incident radiation, the effect of variation of insolation on the performance of a solar battery-motor system is examined in general terms. The cases of cells with series resistance dependent on and independent of insolation are separately considered and the desirability of introducing new criterion in design of motor, when driven by a solar battery, is stressed. The role of a concentrator, in preserving matching and uniformity of output, is pointed out and its optimum values for minimum variation, arising out of the diurnal variation of the AM-value, are obtained for typical Si and CdS cells. The more important parameters, determining the effective efficiency of solar cell in a battery using concentrator and storage system, are introduced and the expression for cost/W, as reported in Paris Conference, is further refined. Methods for estimation of these parameters, keeping in view the concentrator used, are also indicated. It is found that shadowing and non-uniform illumination of the solar cell panel can affect both the efficiency and matching of the system.El artículo busca extender los resultados informados por los autores en la Conferencia de París de la ISES en 1973 y en la Conferencia de Hamburgo en Septiembre de 1974. Partiendo de la deducción de que adaptando la carga externa se assegura la operación de la célula solar en el máximo punto de potencia de las características I–V (corriente-tensión) y de que la resistencia interna y el rendimiento de la misma es dependiente de la intensidad de la radiación incidente, se examina en términos generales el efecto de la variacioón de la insolación sobre el comportamiento de un sistema de batería solar-motor. Los casos de células con resistencias en serie dependientes o no de la insolación son considerados por separado y se subraya la conveniencia de introducir un nuevo criterio en el diseño del motor cuando es accionado por una baterí solar. Se puntualiza el papel del concentrador para mantener la adaptación y la uniformidad de la salida y son obtenidos sus valores óptimos de mínima variación para células típicas de Si y CdS, extraído de la variación diurna del valor AM (aéromasa). Se introducen los parámetros más importantes que determinan la eficiencia efectiva de la célula solar en una batería que usa concentrador y sistema de acumulación y se hace una refinación adicional a la expresión costo/W (costo/potencia) presentada en la Conferencia de París. Además se indican métodos para la estimación de estos parámetros, manteniendo presente el concentrador usado. Se encuentra que el sombreo y la iluminación no uniforme del panel de células solares puede afectar la eficiencia y la adaptación del sistema.Cet article essaie d'étendre les résultats rapportés par les auteurs à la conférence de l'ISES, à Paris en 1973, et à la conférence d'Hambourg en septembre 1974. Débutant avec la déduction que l'adaptation avec la charge extérieure permet d'assurer un fonctionnement au point de puissance maximum des caractéristiques I–V d'une cellule solaire, et que la résistance interne et le rendement d'une cellule dépendent de l'intensité incidente du rayonnement, on examine en termes généraux l'effet de la variation d'insolation sur la performance d'un système batterie solaire-moteur. On étudie séparément le cas de cellules avec une résistance série dépendante et indépendante de l'insolation, et on souligne l'avantage d'introduire un nouveau critère dans l'étude d'un moteur lorsqu'il est alimenté par une batterie solaire. Le rôle d'un concentrateur, en préservant l'adaptation et l'uniformité de rendement, est mis ent évidence, et les valeurs optima pour une variation minimum, comme cela émane de la variation diurne de la valeur AM (valeur moyenne), sont obtenues pour des cellules Si et CdS typiques. On introduit les paramètres les plus importants déterminant le rendement effectif d'une cellule solaire dans une batterie utilisant un concentrateur et un système de stockage et l'expression pour la rapoort coût/W, comme rapportéà la conférence de Paris, est plus élaborée. On indique aussi des méthodes d'estimation de ces paramètres, en conservant l'usage d'un concentrateur. On a trouvé que les ombres et l'éclairement non uniforme du panneau de cellules solaires peuvent affecter à la fois le rendement et l'adaptation du système.